Effets multi et transgénérationnels d'une exposition chronique aux rayonnements ionisants : de l'épigénome au phénome

Transgenerational effects of chronic exposure to ionizing radiation : from the epigenome to the phenome

• Auteur / Autrice : Rémi Guédon
• Direction : Catherine Lecomte-Pradines, Simon Galas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Environnement et santé
• Date : Soutenance le 31/03/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (IRSN) (Saint-Paul-Lez-Durance ; 2017-2023)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Poggiale
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Myriam Richaud, André Gilles
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Florence Solari, Dimitris Xirodimas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spermatogenèse

Rayons gamma

Effets des rayonnements

Rayonnements ionisants

Mots clés libres

Rayonnements ionisants gamma

Effets multigénérationnels et transgénérationnels

C. elegans

Reproduction

Spermatogenèse et spermiogenèse

Daf-16/foxo

MiRNAs

Ionizing radiation

Multigenerational and transgenerational effects

C. elegans

Reproductive toxicity

Spermatogenesis and spermiogenesis

Daf-16/foxo

MiRNAs

Résumé

Les organismes vivants peuvent être exposés à une irradiation chronique, pouvant entraîner des conséquences néfastes sur les populations exposées et impacter les générations suivantes. L’étude des conséquences multi- et transgénérationnelles de l’exposition chronique à un polluant environnemental est un domaine d’intérêt croissant dans le cadre de la protection de l’homme et de l’environnement. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les effets d’une exposition chronique aux rayonnements ionisants sur quatre générations, en utilisant un organisme modèle, le nématode Caenorhabditis elegans,. Pour cela, une approche de biologie des systèmes comprenant l’étude du transcriptome, des miRNAs, des facteurs de transcription, couplée à des mesures phénotypiques a été réalisée. Les résultats mettent en avant un impact de la reproduction, de la qualité et de la quantité du sperme, ainsi que des cellules de la lignée germinale, avec une augmentation des effets entre la première et la deuxième génération. L’autre partie de ce travail montre que les mécanismes épigénétiques sont impliqués dans la réponse au stress induite par les rayonnements ionisants, et que ces modifications peuvent sont transmises jusqu’à trois générations après arrêt de l’irradiation. De plus, ce travail de thèse permet de proposer un « Adverse Outcome Pathway » ou l’augmentation des dommages à l’ADN et du stress oxydatif conduit à des effets toxiques sur la lignée germinale et les gamètes

Living organisms can be exposed to chronic irradiation, which can have harmful consequences on exposed populations and impact subsequent generations. The study of multi- and transgenerational consequences of chronic exposure to an environmental pollutant is a growing area of interest for the protection of humans and the environment. The aim of this thesis was to better understand the effects of chronic exposure to ionizing radiation over four generations, using as model organism the nematode Caenorhabditis elegans. For this purpose, a systems biology approach was adopted, which included transcriptomic profile, miRNAs and transcription factors analysis, coupled with phenotypic and apical endpoints. The results highlight an impact of ionizing radiation on reproduction, sperm quality and quantity, as well as germ line progression, with an intensification of the effects between the first and the second generation. The epigenetic involvement in the stress response induced by ionizing radiation was also showed, which indicated that these changes can be transmitted up to three generations after irradiation has stopped. In addition, results from the present study were compiled in a conceptual ''Adverse Outcome Pathway'' where increased DNA damage and oxidative stress represent key events leading to toxic effects on the germ line and gametes ultimately resulting in reprotoxic effects at the individual level